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Pandemic SARS-CoV-2 causes a mild to severe respiratory disease called coronavirus disease 2019 (COVID-19). While control of the SARS-CoV-2 spread partly depends on vaccine-induced or naturally acquired protective herd immunity, antiviral strategies are still needed to manage COVID-19. Enisamium is an inhibitor of influenza A and B viruses in cell culture and clinically approved in countries of the Commonwealth of Independent States. In vitro, enisamium acts through metabolite VR17-04 and inhibits the activity of the influenza A virus RNA polymerase. Here we show that enisamium can inhibit coronavirus infections in NHBE and Caco-2 cells, and the activity of the SARS-CoV-2 RNA polymerase in vitro. Docking and molecular dynamics simulations provide insight into the mechanism of action and indicate that enisamium metabolite VR17-04 prevents GTP and UTP incorporation. Overall, these results suggest that enisamium is an inhibitor of SARS-CoV-2 RNA synthesis in vitro.
Sickle Cell Disease (SCD) is the most common monogenic disorder globally but qualifies as a rare disease in Germany. In 2012, the German Society for Paediatric Oncology and Haematology (GPOH) mandated a consortium of five university hospitals to develop a disease management program for patients with SCD. Besides other activities, this consortium issued treatment guidelines for SCD that strongly favour the use of hydroxyurea and propagated these guidelines in physician and patient education events. In order to quantify the effect of these recommendations, we made use of claims data that were collected by the research institute (WIdO) of the major German insurance company, the Allgemeine Ortskrankenkasse (AOK), and of publicly accessible data collected by the Federal Statistical Office (Statistisches Bundesamt, Destatis). While the number of patients with SCD in Germany increased from approximately 2200 in 2011 to approximately 3200 in 2019, important components of the recently issued treatment guidelines have been largely implemented. Specifically, the use of hydroxyurea has more than doubled, resulting in a proportion of approximately 44% of all patients with SCD being treated with hydroxyurea in 2019. In strong negative correlation with the use of hydroxyurea, the frequency of acute chest syndromes decreased. Similarly, the proportion of patients who required analgesics and hospitals admissions declined. In sum, these data demonstrate an association between the dissemination of treatment guidelines and changes in clinical practice. The close temporal relationship between the increased use of hydroxyurea and the reduction in the incidence of acute chest syndrome in a representative population-based analysis implies that these changes in clinical practice contributed to an improvement in key measures of disease activity.
Bei über der Hälfte der Patienten mit einer operationsbedürftigen MI liegt gleichzeitig eine Insuffizienz der TK vor. In den meisten Fällen handelt es sich hierbei um eine funktionelle Insuffizienz welche aus einer RV-Pathologie, bedingt durch eine Volumen- oder Druckbelastung resultiert. In der Vergangenheit bestand die Überzeugung eine konservative Behandlung der TI sei ausreichend und nach Beheben der ursächlichen Grunderkrankung sei diese selbstlimitierend. Neuere Studien konnten jedoch belegen, dass eine bestehende TI auch nach operativer Versorgung einer ursächlichen LV-pathologie keine ausreichende Rückbildungstendenz aufweist, sondern im Verlauf sogar noch progredient ist. Die persistierende TI führt zu einer deutlich erhöhten Morbidität und Mortalität. Ist eine zweizeitige Operation an der TK im Verlauf erforderlich, so ist die Früh- und Spätmortalität deutlich erhöht und die Langzeitergebnisse sind schlecht. Diese Ergebnisse haben dazu geführt, dass die Indikation zur operativen Versorgung der TI ≥ 2 zu einem früheren Zeitpunkt und weniger restriktiv gestellt wird. Jedoch weisen die aktuellen ESC/EACTS-Guidelines insbesondere hinsichtlich der Versorgung einer TI < 2 nur einen niedrigen Evidenz-Grad auf, der richtige Operationszeitpunkt bleibt weiterhin umstritten. Der Grund für eine eher zurückhaltende Einstellung ist vor allem die Angst vor einer erhöhten Morbidität und Mortalität durch den additiven Eingriff. Zudem sind kaum Studien zu einer operativen Versorgung einer TI < 2 vorhanden. Ziel der vorliegenden Arbeit war daher der Gewinn weiterer Erkenntnisse, dieses bis dato kaum untersuchten Patientengutes, insbesondere hinsichtlich der peri- und postoperativen Mortalität, sowie der Auswirkungen der prophylaktischen TKR im Langzeitverlauf. Im Rahmen dieser monozentrischen, prospektiven Studie wurden 264 Patienten eingeschlossen, welche sich im Zeitraum von 2009 bis 2015 einer TKR im Rahmen einer MKR an der Klinik für Thorax- Herz- und thorakaler Gefäßchirurgie des Universitätsklinikums Frankfurt am Main unterzogen. Das Patientenkollektiv wurde nachfolgend in zwei Gruppen unterteilt, nach dem Schweregrad der präoperativ bestehenden TI in eine „prophylaktische” pTKR-Gruppe bei einer TI < 2 und eine „therapeutische” tTKR-Gruppe bei einer TI ≥ 2. Primärer Endpunkt war die Erfassung der Früh- und Spätmortalität. Sekundäres Endziel war die Untersuchung des postoperativen Verlaufes der TI, sowie der Verlauf der kardialen Funktion. Die 30-Tages-Mortalität betrug 12% in der pTKR-Gruppe und 17% in der tTKR-Gruppe. Der wichtigste Einflussfaktor war die EKZ-Dauer. Der Unterschied zwischen den beiden Gruppen war statistisch nicht signifikant. Im Vergleich zu anderen Studien zeigte sich eine höhere 30-Tages-Mortalität, jedoch handelte es sich bei diesen zumeist um einen isolierten Eingriff an der Mitralklappe, mit einer deutlich kürzeren EKZ. Hinsichtlich der Gesamtmortalität zeigte sich ein 1-, 5- und 7-Jahres-Überleben in der pTKR-Gruppe von 81%, 66% und 56%, sowie 65%, 52% und 41% in der tTKR-Gruppe. Die höhere Gesamtmortalität dieser Studie im Vergleich zu anderen Arbeiten ist durch das deutlich ältere und multimorbide Patientenkollektiv erklärt. Bei dem Vergleich von Patienten, welche im Rahmen dieser Studie eine prophylaktische TKR erhielten gegenüber den Patienten, bei welchen im Rahmen von Vergleichsarbeiten bewusst auf eine TKR verzichtet wurde (NTKR-Gruppe), zeigte sich ein verbessertes Langzeitüberleben der pTKR-Gruppe. Bei den Arbeiten, bei welchen kein Überlebensvorteil unserer pTKR-Gruppe, gegenüber deren NTKR-Gruppe gezeigt werden konnte, zeigten sich dennoch positive Effekte der begleitenden Klappenoperation. Die erhöhte Frühsterblichkeit dieser Arbeit ist dem Umstand geschuldet, dass durch die zur Indikationsstellung herangezogenen Risikofaktoren ein Hochrisikokollektiv selektioniert wurde, mit einer konsekutiv erhöhten Sterblichkeit auch abhängig vom Ausmass der TI. Bereits in der Vergangenheit konnte eine Verbesserung des Langzeitüberlebens durch die Durchführung einer TKR bei einer TI ≥ 2, gegenüber dem Verzicht auf diese nachgewiesen werden. Anhand des Vergleiches von anderen Arbeiten mit der vorliegenden Arbeit konnte dieser Überlebensvorteil auch für die Durchführung einer pTKR bei einer TI < 2 gezeigt werden. Zudem konnte dargelegt werden, dass es sich bei der begleitenden pTKR um eine effektive und dauerhafte Methode zur Vermeidung einer Klappeninsuffizienz handelt. Somit konnte gezeigt werden, dass auch bei Patienten mit einer TI < 2 eine additiven TKR die Entwicklung einer späten TI verhindert.
Die MicroRNA-193b (miR-193b) fungiert in Akuter Myeloischer Leukämie (AML) als Tumorsuppressor und als Biomarker zur Prädiktion der Überlebenswahrscheinlichkeit bei erwachsenen sowie kindlichen AML-Patienten. Die Expression der miR-193b ist in allen AML-Entitäten reduziert, mit Ausnahme der Akuten Promyelozyten Leukämie (APL), bei der das Level an miR-193b erhöht ist. APL ist auch die einzige Form der AML, bei der All-Trans-Retinoinsäure (ATRA) leit-liniengerecht und effektiv zur Therapie angewendet wird.
In Vorarbeiten konnte gezeigt werden, dass der antileukämische irreversible Inhibitor der Lysin-spezifischen Histon Demethylase 1 (LSD1) GSK-LSD1 die Expression von miR-193b induziert. Dadurch wird in murinen Homebox protein A9 (Hoxa9)/Meis Homebox Protein 1 (Meis1) AML-Zellen zumindest ein Teil der tumorsuppressiven Wirkung von GSK-LSD1 über die Hochregulation von miR-193b vermittelt.
Das Ziel dieser Arbeit bestand darin, die Gültigkeit des potenziellen GSK-LSD1-Wirkmechanismus über die Induktion von miR-193b in humanen Zellen zu untersuchen. Weitere Ziele waren die Erforschung der Rolle der miR-193b bei dem Behandlungseffekt von ATRA in humaner AML und APL sowie die Untersuchung einer potenziell protoonkogenen Eigenschaft der miR-193b in APL. Der methodische Ansatz dieser Arbeit basierte auf einer Senkung bzw. Erhöhung des intrazellulären miR-193b-Levels mittels Locked nucleic acids (LNA) bzw. lentiviraler miR-193b-Überexpression und anschließender Behandlung der Zellen mit den Wirkstoffen. Es wurden Proliferationskurven erstellt und der Differenzierungsgrad durchflusszytometrisch bestimmt. Eine hohe Aufnahmeeffizienz und Effektivität der LNA und des lentiviralen Überexpressionsvektors wurde durchflusszytometrisch und per quantitativer Polymerase-Kettenreaktion (qPCR) bestätigt.
Zur Untersuchung der Rolle der miR-193b bei dem Behandlungseffekt von GSK-LSD1 wurden die AML-Linien ML-2 und MOLM-13 sowie die APL-Zelllinie NB-4 mit LNA transfiziert bzw. mit dem Überexpressionsvektor transduziert und mit GSK-LSD1 behandelt. Die Populationen mit reduziertem miR-193b-Level wiesen nach 96 Stunden eine unverändert reduzierte Proliferation und Differenzierung auf. Hingegen zeigten miR-193b-überexprimierende Zellen nach GSK-LSD1-Behandlung einen signifikant stärkeren antiproliferativen Effekt. ML-2 Zellen wiesen zudem eine signifikant gesteigerte Differenzierung auf, gemessen an der Expression des Differenzierungsmarkers CD11b.
Die erhöhten miR-193b-Level in APL-Patienten konnten in der APL-Zelllinie NB-4 mittels qPCR bestätigt werden. NB-4 weist eine über 60-fach höhere miR-193b Expression als ML-2 (AML) auf. Zur Überprüfung einer onkogenen Eigenschaft der miR-193b in APL wurde das zelluläre miR-193b-Level in NB-4-Zellen durch LNA reduziert und anschließend die Proliferationskurve über 12 Tage bestimmt und die Differenzierungsmarker CD11b und CD13 gemessen. Proliferation und Differenzierungsgrad blieben nach Reduktion der miR-193b in NB-4-Zellen unverändert.
Die gleichzeitige Behandlung von NB-4 mit ATRA und miR-193b-LNA zeigte nach 96 Stunden den gleichen antiproliferativen und differenzierungsinduzierenden Effekt wie bei ATRA allein. Auch bei den AML-Zelllinien ML-2 und MOLM-13 wirkte die ATRA-Behandlung bei reduziertem miR-193b-Level unverändert differenzierungsinduzierend und antiproliferativ. Hingegen führte eine ATRA-Behandlung der AML-Zelllinien bei erhöhtem miR-193b-Level zu einer Verstärkung des antiproliferativen Effekts. Bei beiden AML-Zelllinien wurde die Proliferation mehr als doppelt so stark reduziert als bei alleiniger ATRA-Behandlung.
Diese Arbeit konnte zeigen, dass miR-193b kein Protoonkogen in der APL-Zelllinie NB-4 ist. Außerdem weisen die Ergebnisse dieser Arbeit darauf hin, dass die Wirkungseffekte von sowohl GSK-LSD1 als auch von ATRA, weder in APL noch in AML, über die Induktion der miR-193b vermittelt werden. Hingegen zeigt sich bei beiden Wirkstoffen in AML-Zellen ein additiver antileukämischer Effekt bei Behandlung mit gleichzeitiger Erhöhung des miR-193b-Levels. Die molekulare Begründung hierfür ist möglicherweise eine gemeinsame Modulation der Mitogen-aktivierten Protein Kinase (MAPK)-Signaltransduktionskaskade und bedarf weiterer Experimente zur Überprüfung dieser Hypothese. Ausblickend stellen die Ergebnisse dieser Arbeit die miR-193b als einen interessanten Kombinationspartner für die Therapie mit GSK-LSD1 oder ATRA, bzw. generell für den MAPK Signalweg beeinflussende Medikamente, dar, sobald eine sichere und effiziente Einschleusung von MicroRNAs in Patienten möglich ist.
Gel chromatography with 6% agarose gel (Sepharose 6B) can be used for measuring the Stokes’ radius of biological particles within the range of 1,5 nm and 35 nm. The molecular weight determination of proteins is not very reliable with this method. Hepatitis sera have been chromatographied to measure the size of hepatitis associated antigen (Australia-antigen).
The radius of this antigen was determined to be 10,3 nm, which agrees with the results of electron microscopy and ultracentrifugation. The Stokes’ radius of human serum IgM was found to be 10,6 nm.
Human functional brain connectivity can be temporally decomposed into states of high and low cofluctuation, defined as coactivation of brain regions over time. Rare states of particularly high cofluctuation have been shown to reflect fundamentals of intrinsic functional network architecture and to be highly subject-specific. However, it is unclear whether such network-defining states also contribute to individual variations in cognitive abilities – which strongly rely on the interactions among distributed brain regions. By introducing CMEP, a new eigenvector-based prediction framework, we show that as few as 16 temporally separated time frames (< 1.5% of 10min resting-state fMRI) can significantly predict individual differences in intelligence (N = 263, p < .001). Against previous expectations, individual’s network-defining time frames of particularly high cofluctuation do not predict intelligence. Multiple functional brain networks contribute to the prediction, and all results replicate in an independent sample (N = 831). Our results suggest that although fundamentals of person-specific functional connectomes can be derived from few time frames of highest connectivity, temporally distributed information is necessary to extract information about cognitive abilities. This information is not restricted to specific connectivity states, like network-defining high-cofluctuation states, but rather reflected across the entire length of the brain connectivity time series.
Die CMV-Infektion ist die häufigste opportunistische Infektion nach Nierentransplantation und wird mit einem erhöhten Risiko für Mortalität und Transplantatverlust assoziiert. Das Risiko an einer CMV-Infektion zu erkranken, wird vom Serostatus des Spenders und Empfängers beeinflusst. Dabei sind besonders Patienten mit Hochrisikokonstellation (D+/R–) betroffen. Bei seropositiven Transplantatempfängern (D+/R+, D–/R+) wird ebenfalls ein erhöhtes Risiko durch Reaktivierung des latent vorkommenden Virus oder Sekundärinfektion mit einem exogenen Virusstamm vermutet. Mithilfe von präventiven Maßnahmen wie der präemptiven und prophylaktischen Therapie kann die Rate an Infektionen gesenkt werden.
In dieser Studie wurden 441 Patienten, die in dem Zeitraum von 2006-2013 am Universitätsklinikum Frankfurt eine Nierentransplantation erhielten, retrospektiv untersucht. Ziel der Studie war es, den Einfluss des CMV-Serostatus, der Infektionsprophylaxe sowie der CMV-Infektion auf die Mortalität, das Transplantatüberleben und die Rejektion zu untersuchen. Da CMV-Infektionen meist in den ersten drei Monaten nach Transplantation oder nach Absetzen einer antiviralen Medikation auftreten, wählten wir eine zweijährige Verlaufsbeobachtung. Unsere Hypothese war, dass der Serostatus trotz regelhafter präventiver Maßnahmen mit einer Verschlechterung der Nierenfunktion assoziiert ist. Aufgrund neuer Empfehlungen wurde ab 2010 bei der Mehrheit der Transplantatempfänger eine Prophylaxe mit (Val)Ganciclovir durchgeführt. Folglich wurden die Zeiträume von 2006-2009 sowie von 2010-2013 miteinander verglichen.
In den Jahren von 2010-2013 konnten wir die höchste Infektionsinzidenz für die Hochrisikogruppe, gefolgt von der intermediären Risikogruppe (D+/R+, D–/R+), nachweisen. Beide Gruppen dokumentierten vermehrt CMV-Erkrankungen und Viruslasten im oberen Bereich (> 10.000 Kopien/ml). Diese zeigten jedoch keinen statistisch signifikanten Unterschied zu den anderen Serostatus-Konstellationen auf. Die Infektionsinzidenz in diesem Zeitraum war wiederum mit einem erhöhten Transplantatverlust assoziiert. Durch den prophylaktischen Einsatz von (Val)Ganciclovir konnte das Transplantatüberleben signifikant verlängert werden.
Im Vergleich der Zeiträume vor und nach 2010 stellte sich die D+/R+ Gruppe mit einem verbesserten Transplantatüberleben, die D–/R+ Gruppe mit verbessertem Patientenüberleben dar. Diese Gruppen konnten vermutlich von einer Ausweitung der Prophylaxe profitieren. Bezüglich der Rejektionen empfehlen wir für eine aussagekräftige Auswertung die Beachtung potenzieller Einflussgrößen wie die Immunsuppression und HLA-Merkmale. Rein deskriptiv lag das Auftreten von Rejektionen zeitlich vor den Infektionsereignissen. Die Niedrigrisikogruppe zeigte das geringste Abstoßungsrisiko.
Der Serostatus alleinig erscheint in unserer Studie keinen ausreichenden Hinweis auf das Outcome nach Transplantation zu geben. Allerdings waren CMV-Infektionen in den verschiedenen Zeiträumen maßgeblich mit einem verringerten Transplantat- oder Patientenüberleben assoziiert und sollten deshalb vermieden werden. Die Prophylaxe mit (Val)Ganciclovir stellte sich im gesamten untersuchten Zeitraum als effektive Therapie für ein verbessertes Transplantatüberleben dar.
Ein limitierender Faktor war die Vergleichbarkeit der Gruppen durch die unterschiedliche Patientenanzahl. Daten zur Infektion lagen uns erst ab dem Jahr 2009 vor. Bezüglich der Mortalität schätzen wir die Nachbeobachtungszeit von zwei Jahren zu gering ein, um signifikante Ergebnisse zu erzielen. Hervorzuheben ist, dass durch die Umstellung der Therapiemaßnahmen zwei interessante Patientenkollektive geschaffen wurden, an welchen die Auswirkungen der Prophylaxe dargestellt werden konnten. Mithilfe unserer Daten aus insgesamt acht Jahren mit zweijähriger Verlaufsbeobachtung, schätzen wir das am Universitätsklinikum Frankfurt durchgeführte Therapieregime nach 2010 als wirksame CMV-Prophylaxe ein. Um die Infektionsrate künftig weiterhin zu reduzieren, sind weitere Studien nötig, mit deren Hilfe Risikopatienten identifiziert, die Diagnostik erweitert und Therapien verbessert werden. Ansätze hierfür gibt es beispielsweise beim Einsatz des mTOR-Inhibitors Everolimus, der mit einer niedrigen Rate an CMV-Infektionen assoziiert wird. Auch die Anwendung neuerer Testmethoden, wie z. B. die Messung CMV-spezifischer T-Zellen, sollen dazu beitragen, Patienten mit erhöhtem Infektionsrisiko frühzeitig zu erkennen.
Es wird ein Verfahren beschrieben, das die Anwendung der Agarfixation sowie anderer Präparationsmaßnahmen auf Kollodiumfilm, dem Objektträger der Elektronenmikroskopie, erlaubt. Eine brauchbare elektronenmikroskopische Abbildung eines so leicht deformierbaren und fragilen Keimes, wie des Erregers der Lungenseuche der Rinder (Pleuropneumonia bovis), wird dadurch möglich.
Vergleichend durchgeführte licht- und elektronenmikroskopische Untersuchungen ergeben, daß es sich bei den Keimen der PPLO-Gruppe um stark unterschiedlich große und einheitlich bläschenartige Organismen handelt, die keine Zellmembran nach Art der Bakterien besitzen.
Äußere Einflüsse führen außerordentlich leicht zur Deformierung der Organismen, wobei Fadenformen und mycelähnliche Gebilde entstehen.
Die Laidlow-Elfordschen und Seiffertsehen Organismen unterscheiden sich von den übrigen Stämmen durch Ausbildung einer steiferen Zelloberfläche. Die aufgehellten Formen aus alten Kulturen, die intrazellulär einzelne punktförmige Substanzanhäufungen zeigen, werden als sekundäre und bis zu einem gewissen Grad involutive Zellformen und nicht als notwendiges Stadium im Vermehrungszyklus betrachtet.
Abschließend werden Fragen der Vermehrungsweise, der Nomenklatur und der Klassifizierung besprochen.
Introduction: Information on the long-term performance of biosynthetic meshes is scarce. This study analyses the performance of biosynthetic mesh (Phasix™) over 24 months.
Methods: A prospective, international European multi-center trial is described. Adult patients with a Ventral Hernia Working Group (VHWG) grade 3 incisional hernia larger than 10 cm2, scheduled for elective repair, were included. Biosynthetic mesh was placed in sublay position. Short-term outcomes included 3-month surgical site occurrences (SSO), and long-term outcomes comprised hernia recurrence, reoperation, and quality of life assessments until 24 months.
Results: Eighty-four patients were treated with biosynthetic mesh. Twenty-two patients (26.2%) developed 34 SSOs, of which 32 occurred within 3 months (primary endpoint). Eight patients (11.0%) developed a hernia recurrence. In 13 patients (15.5%), 14 reoperations took place, of which 6 were performed for hernia recurrence (42.9%), 3 for mesh infection (21.4%), and in 7 of which the mesh was explanted (50%). Compared to baseline, quality of life outcomes showed no significant difference after 24 months. Despite theoretical resorption, 10.7% of patients reported presence of mesh sensation in daily life 24 months after surgery.
Conclusion: After 2 years of follow-up, hernia repair with biosynthetic mesh shows manageable SSO rates and favorable recurrence rates in VHWG grade 3 patients. No statistically significant improvement in quality of life or reduction of pain was observed. Few patients report lasting presence of mesh sensation. Results of biosynthetic mesh after longer periods of follow-up on recurrences and remodeling will provide further valuable information to make clear recommendations.
Trial registration: Registered on clinicaltrials.gov (NCT02720042), March 25, 2016.
Background: The German Consortium for Hereditary Breast and Ovarian Cancer (GC-HBOC) has established a multigene panel (TruRisk®) for the analysis of risk genes for familial breast and ovarian cancer. Summary: An interdisciplinary team of experts from the GC-HBOC has evaluated the available data on risk modification in the presence of pathogenic mutations in these genes based on a structured literature search and through a formal consensus process. Key Messages: The goal of this work is to better assess individual disease risk and, on this basis, to derive clinical recommendations for patient counseling and care at the centers of the GC-HBOC from the initial consultation prior to genetic testing to the use of individual risk-adapted preventive/therapeutic measures.
During early G1 phase, Rb is exclusively mono-phosphorylated by cyclin D:Cdk4/6, generating 14 different isoforms with specific binding patterns to E2Fs and other cellular protein targets. While mono-phosphorylated Rb is dispensable for early G1 phase progression, interfering with cyclin D:Cdk4/6 kinase activity prevents G1 phase progression, questioning the role of cyclin D:Cdk4/6 in Rb inactivation. To dissect the molecular functions of cyclin D:Cdk4/6 during cell cycle entry, we generated a single cell reporter for Cdk2 activation, RB inactivation and cell cycle entry by CRISPR/Cas9 tagging endogenous p27 with mCherry. Through single cell tracing of Cdk4i cells, we identified a time-sensitive early G1 phase specific Cdk4/6-dependent phosphorylation gradient that regulates cell cycle entry timing and resides between serum-sensing and cyclin E:Cdk2 activation. To reveal the substrate identity of the Cdk4/6 phosphorylation gradient, we performed whole proteomic and phospho-proteomic mass spectrometry, and identified 147 proteins and 82 phospho-peptides that significantly changed due to Cdk4 inhibition in early G1 phase. In summary, we identified novel (non-Rb) cyclin D:Cdk4/6 substrates that connects early G1 phase functions with cyclin E:Cdk2 activation and Rb inactivation by hyper-phosphorylation.
Hintergrund: Der Rettungsdienst versorgt täglich viele Patient/-innen in unterschiedlichen Umgebungen und ist damit auch potentieller Überträger nosokomialer Infektionen. Zur Händehygiene, als entscheidende Säule der Infektionsprophylaxe, liegen bislang nur wenige Daten aus dem Rettungsdienst vor.
Methoden: Prospektive multizentrische Studie mit Fragebogen zur Selbst- und Fremdeinschätzung der Compliance und beeinflussender Faktoren (abgeleitet von der WHO Perception Survey for Health-Care Workers) sowie direkte Compliance-Beobachtung nach WHO-Standard bei Rettungsdienstpersonal zweier Berufsfeuerwehren in Deutschland.
Ergebnisse: Es wurden 207 Fragebögen eingereicht und während ca. 66h Beobachtungszeit wurden 674 Händedesinfektionsgelegenheiten protokolliert. Der präventive Effekt der HH wurde allgemein von den Mitarbeitenden anerkannt. Die Selbsteinschätzung (MW: 80%) und beobachtete Compliance-Rate (38%) zeigten eine deutliche Diskrepanz und die Compliance variierte zwischen den verschiedenen Indikationen. Besonders niedrig zeigte sich die Compliance rund um die Durchführung aseptischer Tätigkeiten. Hier zeichnete sich ein geringes Risikobewusstsein für nicht sichtbare Verunreinigungen ab. Hürden für die Umsetzung der Händehygiene stellten vor allem die Vorrangigkeit anderer Maßnahmen, Unterbrechung des Arbeitsablaufes und Zeitmangel dar.
Schlussfolgerungen: Die beobachtete Compliance-Rate im Rettungsdienst lag unterhalb der innerklinischen Durchschnittswerte. Insbesondere die Compliance im Rahmen aseptischer Tätigkeiten muss dringend gesteigert werden. Dies erfordert einen multimodalen Lösungsansatz, der die Optimierung der Ausbildung, Algorithmen, Materialverfügbarkeit und Praktikabilität der Händedesinfektion im Rettungsdienst beinhaltet.
Hintergrund: Das Benigne Prostatasyndrom (BPS) stellt die klinische Ausprägung der Benignen Prostatahyperplasie (BPH), eine Volkskrankheit der männlichen Bevölkerung, dar. Die Prostataarterienembolisation (PAE) ist ein junges, minimal-invasives Therapieverfahren, bei dem die Gefäße, welche die Prostata versorgen, mittels Embolisaten blockiert werden. Die Blutversorgung des embolisierten Gewebes wird dadurch unterbunden und nekrotisiert in der Folge. Dieser Infarkt lässt sich über eine Diffusionsminderung in der Magnetresonanztomographie (MRT) nachweisen. Aufgrund des technisch anspruchsvollen Verfahrens und der Komplexität der prostatischen Gefäße findet die Magnetresonanzangiographie (MRA) immer mehr Beachtung zur strahlenfreien Visualisierung des Gefäßverlaufs. Das Ziel dieser Doktorarbeit bestand darin, mögliche prädiktive Faktoren für den Therapierfolg der PAE aufzudecken und dabei die Interventionsplanung, unter Anwendung und Nichtanwendung einer MRA, zu vergleichen.
Material und Methodik: In diese retrospektive Arbeit wurden 259 Patienten, die an dem Institut für Diagnostische und Interventionelle Radiologie der Universitätsklinik Frankfurt am Main eine PAE erhielten, eingeschlossen. Das Kollektiv wurde in zwei Gruppen, abhängig vom Vorhandensein einer präinterventionellen MRA, eingeteilt. Bei 137 Patienten wurde die PAE mit einer präinterventionellen MRA Rekonstruktion ausgeführt (= Gruppe A). Bei 122 Patienten erfolgte die PAE ohne vorangehende MRA Rekonstruktion (= Gruppe B). Mit Hilfe der Fragebögen International Prostate Symptom Score (IPSS), International Index of Erectile Function (IIEF) und Quality of Life (QoL) sowie MRT-Messungen (Diffusionskoeffizient, Prostatavolumen) wurden die Daten vor und nach der PAE evaluiert. Als statistische Methoden wurden die deskriptive Datenanalyse, der gepaarte Wilcoxon-Test, der Wilcoxon-Mann-Whitney-U-Test für nicht-parametrische Variablen sowie die Korrelationsmatrix nach Spearman verwendet.
Ergebnisse: In Gruppe A konnte eine signifikant höhere mediane Prostatavolumenreduktion (rho = 0,1827, p = 0,032448) und eine Reduktion der Strahlendosis (p = 0,000000) im Vergleich zu Gruppe B erreicht werden. In Gruppe A wurde im Verlauf eine signifikant höhere Abnahme des Diffusionskoeffizienten festgestellt als in Gruppe B (p = 0,036303). Ein infarziertes Areal nach der PAE wurde zu 59,3% (n = 67) von Patienten der Gruppe A erreicht, zu 40,7% (n = 46) erreichten dies Patienten der Gruppe B. Innerhalb der Gruppe A korrelierte der initial gemessene Diffusionskoeffizient mit dem präinterventionellen IPSS (rho = 0,3259, p = 0,0213). Weiterhin korrelierten bei Einsatz einer MRA der vor der Behandlung gemessene Diffusionskoeffizient sowie der IPSS mit der Abnahme der Beschwerden (rho = 0,3138, p = 0,0285; rho = 0,6723, p = 0,0000) und der Volumenreduktion (rho = 0,3690, p = 0,0024; rho = 0,4681, p = 0,0020). Die Reduktion des Diffusionskoeffizienten korrelierte mit der Höhe der initialen Symptomatik (rho = 0,3703, p = 0,0127) und mit der Verbesserung der Beschwerden (rho = 0,3830, p = 0,0107).
Schlussfolgerung: In Zusammenschau aller Ergebnisse sind die präinterventionelle Messung des Diffusionskoeffizienten, IPSS Erhebung sowie die Prostatavolumetrie in Verbindung mit der MRA prognostisch sinnvoll. Was die vorliegende Studie leistet, sind erste Erkenntnisse auf einem bisher kaum am Menschen untersuchten Gebiet. Dieser strahlensparende, prognostische Ansatz könnte zu einer besseren Patientenselektion beitragen und weitere Ansätze für den Einsatz von Künstlicher Intelligenz schaffen. Damit könnten Strahlendosis, Kosten und Risiken minimiert werden.
Die vorliegende Übersicht zum Biomarker Neurofilament-Leichtketten (NFL) wird im Rahmen der Serie „Biomarker“ des Zentralblatts für Arbeitsmedizin, Arbeitsschutz und Ergonomie publiziert. Das NFL ist ein Serummarker in der Diagnostik der multiplen Sklerose. NFL eignet sich als Marker zur Therapie‑, Verlaufs- und Rezidivkontrolle von multipler Sklerose. Hier zeigt dieser eine hohe Sensitivität und Spezifität.
Purpose: Total body irradiation (TBI) is a common part of the myelo- and immuno-ablative conditioning regimen prior to an allogeneic hematopoietic stem cell transplantation (allo-HSCT). Due to concerns regarding acute and long-term complications, there is currently a decline in otherwise successfully established TBI-based conditioning regimens. Here we present an analysis of patient and treatment data with focus on survival and long-term toxicity.
Methods: Patients with hematologic diseases who received TBI as part of their conditioning regimen prior to allo-HSCT at Frankfurt University Hospital between 1997 and 2015 were identified and retrospectively analyzed.
Results: In all, 285 patients with a median age of 45 years were identified. Median radiotherapy dose applied was 10.5 Gy. Overall survival at 1, 2, 5, and 10 years was 72.6, 64.6, 54.4, and 51.6%, respectively. Median follow-up of patients alive was 102 months. The cumulative incidence of secondary malignancies was 12.3% (n = 35), with hematologic malignancies and skin cancer predominating. A TBI dose ≥ 8 Gy resulted in significantly improved event-free (p = 0.030) and overall survival (p = 0.025), whereas a total dose ≤ 8 Gy and acute myeloid leukemia (AML) diagnosis were associated with significantly increased rates of secondary malignancies (p = 0.003, p = 0.048) in univariate analysis. No significant correlation was observed between impaired renal or pulmonary function and TBI dose.
Conclusion: TBI remains an effective and well-established treatment, associated with distinct late-toxicity. However, in the present study we cannot confirm a dose–response relationship in intermediate dose ranges. Survival, occurrence of secondary malignancies, and late toxicities appear to be subject to substantial confounding in this context.
Lebensqualität, kognitive Leistung und multisensorische Integrationsleistung bei NMOSD Patienten
(2023)
Die Neuromyelitis-optica-Spektrum-Erkrankung (NMOSD) ist eine entzündliche Autoimmunerkrankung des zentralen Nervensystems (ZNS), die schubweise auftritt und meist in den Anfängen aufgrund der symptomatischen Ähnlichkeit mit der Multiplen Sklerose (MS) verwechselt wird. Primär manifestiert sich die NMOSD in Form von Sehstörungen und sensomotorische Lähmungserscheinungen. Im Krankheitsverlauf treten aber auch bei einem Großteil der Patienten kognitive Defizite auf, wobei vorwiegend das Gedächtnis, die Informationsverarbeitung und die Aufmerksamkeit betroffen sind, die nicht in Routineuntersuchungen erfasst werden. Kognitive Beeinträchtigungen wurden bereits bei der MS beschrieben. Ebenso spielt eine verminderte Lebensqualität bei beiden Erkrankungen eine große Rolle. Analog zu Untersuchungen bei MS Patienten, die gezeigt haben, dass kognitive Beeinträchtigungen mitunter ursächlich für die niedrige Lebensqualität sind, wird in dieser Arbeit postuliert, dass auch bei NMOSD Patienten das Ausmaß an kognitiven Dysfunktionen mit dem Grad an Einbußen in der Lebensqualität zusammenhängt. Ferner sollen weitere Prädiktoren ermittelt werden, welche einen Einfluss auf die Lebensqualität haben, wie bereits bestätigt körperliche Einschränkungen. Es wird erwartet, dass NMOSD Patienten von einer verminderten Lebensqualität berichten, die von den schlechteren Ergebnissen in den neuropsychologischen Tests vorhergesagt werden kann.
Zur Untersuchung der Kognition wurde in der vorliegenden Arbeit neben etablierten neuropsychologischen Tests auch die multisensorische Integrationsleistung mithilfe des SiFI Paradigmas angewandt, welche bereits bei MS Patienten und Patienten mit leichten kognitiven Defiziten (mild cognitive impairment; MCI) auffällige Daten lieferte und für eine Testung der globalen Kognitionsleistung genutzt werden konnte. Der Grund für den Einsatz der SiFI waren die nachgewiesenen Hirnkorrelate bei multisensorischer Integration, welche ebenfalls bereits bei kognitiver Dysfunktion festgestellt wurden, wie Atrophien, Konnektivitätsstörungen und Auffälligkeiten in der Transmission bestimmter Neurotransmitter. Ziel dieser Anwendung ist eine Implementierung der SiFI in den Klinikalltag zur erleichterten Erfassung kognitiver Defizite. Viele bekannte neuropsychologischen Tests sind entweder zu teuer, zu lang, abhängig von der sprachlichen Fähigkeit oder für die Patienten zu anstrengend. Die SiFI wäre daher eine gute Alternative als Marker kognitiver Defizite.
20 NMOSD Patienten wurden zu ihrer Lebensqualität (EQ-5D) sowie ihrem psychopathologischen Zustand (SCL-90-R) befragt und es wurde eine umfassende neuropsychologische Testung durchgeführt. Zur Diagnostik der multisensorischen Integrationsleistung wurde die SiFI Aufgabe herangezogen. Die Ergebnisse deuten auf eine verminderte kognitive Leistung mit mittelhohen Werten in den Fragebögen zur Lebensqualität. NMOSD Patienten nahmen die Illusion in der SiFI Aufgabe bei längeren Intervallen wahr, vergleichbar mit MS und MCI Patienten. Dies deutet auf eine verzögerte Integration sensorischer Informationen.
Angefangen mit einem Einblick über die Erkrankung und Darstellung des bisherigen Wissenschaftsstands zu den einzelnen Konstrukten und ihrer Zusammenhänge wird das Studiendesign vorgestellt und die Ergebnisse angegeben und interpretiert. Abschließend folgen eine kritische Beurteilung und Zusammenfassung der vorliegenden Daten mit Ausblick auf weitere Forschungsziele.
Background: After nearly a quarter-century of declining poverty, the numbers are rising again significantly. This is due not only to effects of climate change but also to the COVID-19 pandemics and armed conflict. Combined with the enormous health impacts, that will cause misery and health care costs worldwide. Therefore, this study provides background information on the global research landscape on poverty and health to help researchers, stakeholders, and policymakers determine the best way to address this threat.
Results: The USA is the key player, dealing mainly with domestic issues. European countries are also involved but tend to be more internationally oriented. Developing countries are underrepresented, with Nigeria standing out. A positive correlation was found between publication numbers and economic strength, while the relationship between article numbers and multidimensional poverty was negatively correlated.
Conclusions: These findings highlight the need for advanced networking and the benefits of cross-disciplinary research to mitigate the coming impacts.
Die SAFE-KiDS-Studie wurde vom 18. Juni bis zum 10. September 2020 vor dem Hintergrund der Wiedereröffnung von Kindertagesstätten nach der ersten Welle von Infektionen mit SARS-CoV-2 durchgeführt. Es sollten epidemiologische Daten von Kindern und Mitarbeitenden in insgesamt 50 hessischen Kindertagesstätten gesammelt werden, um die Bedeutung dieser Einrichtungen für das Infektionsgeschehen nach Aufnahme des eingeschränkten Regelbetriebs zu beleuchten.
Als zentrale Untersuchungsmethode wurde die Dual-Swab Methode angewandt, um herauszufinden, ob diese für longitudinale Testungen bei Kindern geeignet ist. Für die Dual-Swab Methode wurden ein Wangen- sowie ein Analschleimhautabstrich getestet, um sowohl die respiratorische als auch die gastrointestinale Ausscheidung von SARS-CoV-2 zu erfassen. Alle freiwillig an der Studie teilnehmenden Sorgeberechtigten und Mitarbeitenden wurden gebeten, bei ihren Kindern, bzw. sich selbst, wöchentlich die Abstrichentnahme durchzuführen. Ziel war es, zu quantifizieren, wie häufig es zu inapparenten Infektionen in diesem Setting kommt. Es sollte zudem untersucht werden, ob die eigenständige Abstrichentnahme bzw. Testung durch Sorgeberechtigte eine geeignete Alternative zur Probengewinnung durch medizinisches Personal während der Pandemie darstellt.
859 Kinder im Alter zwischen 3 Monaten und 8 Jahren sowie 376 Mitarbeitende nahmen an der Studie teil. Insgesamt wurden 13.273 Abstriche, davon 7.366 Wangen- und 5.907 Analschleimhautabstriche, untersucht. Es konnte lediglich bei zwei Studienteilnehmenden und in insgesamt 3 Abstrichen eine SARS-CoV- 2 Infektion nachgewiesen werden. Bei beiden Personen handelte es sich um Mitarbeiterinnen. Bei keinem der an der Studie teilnehmenden Kinder konnte eine respiratorische oder gastrointestinale Ausscheidung von SARS-CoV-2 nachgewiesen werden. In einer Befragung am Ende der Studie wurde keine weitere, nicht in der Studie erfasste Infektion mit SARS-CoV-2 angegeben.
Das Ergebnis der Studie spricht dafür, dass Kindertagesstätten in einem Zeitraum mit vergleichsweise niedriger Inzidenz von SARS-CoV-2 in Hessen während der Studiendauer kein relevantes Reservoir für SARS-CoV-2 darstellen und inapparente Infektionen bei Kindern selten vorkamen. Außerdem lässt sich daraus schließen, dass das Risiko für eine Infektion in diesen Einrichtungen unter den während der Studienzeit durchgeführten Maßnahmen bei begrenzter Aktivität in der Bevölkerung als niedrig einzustufen war.
Das prämenstruelle Syndrom (PMS) ist ein häufiges Krankheitsbild, das bei 20–30 % der gebärfähigen Frauen auftritt. Es wird durch zyklusabhängige psychische und somatische Symptome definiert.
Die prämenstruelle dysphorische Störung (PMDS) ist eine schwere Form des PMS mit vor allem psychischen Auffälligkeiten, die bei 2–8 % der gebärfähigen Frauen vorkommt. Die Ätiologie von PMS und PMDS bleibt unklar. Eine PMDS geht oft mit anderen psychischen Erkrankungen einher.
Die Symptome treten in der zweiten Zyklushälfte auf und lassen mit Beginn der Periode nach. Zur Diagnosestellung hilft die Führung eines Zykluskalenders.
Ein gesunder Lebensstil (Sport, ausgeglichene Ernährung etc.) stellt die Basis für alle Therapieoptionen dar. Zahlreiche Studien konnten die Effektivität der Behandlung mit Antidepressiva (aus der SSRI- oder SNRI-Gruppe) sowie Ovulationshemmern darlegen.
Beide Medikamentengruppen werden in Deutschland im „off label use“ zur Behandlung von PMS/PMDS-Beschwerden angewendet. Für die Therapieempfehlung sind die Grunderkrankungen der Patientin zu berücksichtigen.
Background: Mastectomy in male transgender patients is an important (and often the first) step toward physical manhood. At our department, mastectomies in transgender patients have been performed for several decades.
Methods: Recorded data were collected and analyzed for all male transgender patients undergoing mastectomy over a period of 24 years at our department.
Results: In total, 268 gender-reassigning mastectomies were performed. Several different mastectomy techniques (areolar incision, n=172; sub-mammary incision, n=96) were used according to patients' habitus and breast features. Corresponding to algorithms presented in the current literature, certain breast qualities were matched with a particular mastectomy technique. Overall, small breasts with marginal ptosis and good skin elasticity allowed small areolar incisions as a method of access for glandular removal. In contrast, large breasts and those with heavy ptosis or poor skin elasticity often required larger incisions for breast amputation. The secondary correction rate (38%) was high for gender reassignment mastectomy, as is also reflected by data in the current literature. Secondary correction frequently involved revision of chest wall recontouring, suggesting inadequate removal of the mammary tissue, as well as scar revision, which may reflect intense traction during wound healing (36%). Secondary corrections were performed more often after using small areolar incision techniques (48%) than after using large sub-mammary incisions (21%).
Conclusions: Choosing the suitable mastectomy technique for each patient requires careful individual evaluation of breast features such as size, degree of ptosis, and skin elasticity in order to maximize patient satisfaction and minimize secondary revisions.
Of the 16 non-structural proteins (Nsps) encoded by SARS CoV-2, Nsp3 is the largest and plays important roles in the viral life cycle. Being a large, multidomain, transmembrane protein, Nsp3 has been the most challenging Nsp to characterize. Encoded within Nsp3 is the papain-like protease domain (PLpro) that cleaves not only the viral polypeptide but also K48-linked polyubiquitin and the ubiquitin-like modifier, ISG15, from host cell proteins. We here compare the interactors of PLpro and Nsp3 and find a largely overlapping interactome. Intriguingly, we find that near full length Nsp3 is a more active protease compared to the minimal catalytic domain of PLpro. Using a MALDI-TOF based assay, we screen 1971 approved clinical compounds and identify five compounds that inhibit PLpro with IC50s in the low micromolar range but showed cross reactivity with other human deubiquitinases and had no significant antiviral activity in cellular SARS-CoV-2 infection assays. We therefore looked for alternative methods to block PLpro activity and engineered competitive nanobodies that bind to PLpro at the substrate binding site with nanomolar affinity thus inhibiting the enzyme. Our work highlights the importance of studying Nsp3 and provides tools and valuable insights to investigate Nsp3 biology during the viral infection cycle.
The lung tumor microenvironment plays a critical role in the tumorigenesis and metastasis of lung cancer, resulting from the crosstalk between cancer cells and microenvironmental cells. Therefore, comprehensive identification and characterization of cell populations in the complex lung structure is crucial for development of novel targeted anti-cancer therapies. Here, a hierarchical clustering approach with multispectral flow cytometry was established to delineate the cellular landscape of murine lungs under steady-state and cancer conditions. Fluorochromes were used multiple times to be able to measure 24 cell surface markers with only 13 detectors, yielding a broad picture for whole-lung phenotyping. Primary and metastatic murine lung tumor models were included to detect major cell populations in the lung, and to identify alterations to the distribution patterns in these models. In the primary tumor models, major altered populations included CD324+ epithelial cells, alveolar macrophages, dendritic cells, and blood and lymph endothelial cells. The number of fibroblasts, vascular smooth muscle cells, monocytes (Ly6C+ and Ly6C–) and neutrophils were elevated in metastatic models of lung cancer. Thus, the proposed clustering approach is a promising method to resolve cell populations from complex organs in detail even with basic flow cytometers.
Bartonella henselae is the causative agent of cat scratch disease and other clinical entities such as endocarditis and bacillary angiomatosis. The life cycle of this pathogen, with alternating host conditions, drives evolutionary and host-specific adaptations. Human, feline, and laboratory adapted B. henselae isolates often display genomic and phenotypic differences that are related to the expression of outer membrane proteins, for example the Bartonella adhesin A (BadA). This modularly-structured trimeric autotransporter adhesin is a major virulence factor of B. henselae and is crucial for the initial binding to the host via the extracellular matrix proteins fibronectin and collagen. By using next-generation long-read sequencing we demonstrate a conserved genome among eight B. henselae isolates and identify a variable genomic badA island with a diversified and highly repetitive badA gene flanked by badA pseudogenes. Two of the eight tested B. henselae strains lack BadA expression because of frameshift mutations. We suggest that active recombination mechanisms, possibly via phase variation (i.e., slipped-strand mispairing and site-specific recombination) within the repetitive badA island facilitate reshuffling of homologous domain arrays. The resulting variations among the different BadA proteins might contribute to host immune evasion and enhance long-term and efficient colonisation in the differing host environments. Considering the role of BadA as a key virulence factor, it remains important to check consistently and regularly for BadA surface expression during experimental infection procedures.
Background: Previous studies reported decreased volumes of acute stroke admissions during the COVID-19 pandemic. We aimed to examine whether aneurysmal subarachnoid hemorrhage (aSAH) volumes demonstrated similar declines in our department. Furthermore, the impact of the pandemic on disease progression should be analyzed.
Methods: We conducted a retrospective study in the neurosurgical department of the university hospital Frankfurt including patients with the diagnosis of aSAH during the first year of the COVID pandemic. One year cumulative volume for aSAH hospitalization procedures was compared to the year before (03/2020 – 02/2021 vs. 03/2019 – 02/2020) and the last 5 pre-COVID-pandemic years (2015-2020). All relevant patient characteristics concerning family history, disease history, clinical condition at admission, active/past COVID-infection, treatment management, complications, and outcome were analyzed.
Results: Compared to the 84 hospital admissions during the pre-pandemic years, the number of aSAH hospitalizations (n = 56) declined during the pandemic without reaching significance. No significant difference in the analyzed patient characteristics including clinical condition at onset, treatment, complications, and outcome, between 56 patients with aSAH admitted during the COVID pandemic and the treated patients in the last 5 years in the pre-COVID period were found. In our multivariable analysis, we detected young age (p < 0.05; OR 4.2) and no existence of early hydrocephalus (p < 0.05; OR 0.13) as important factors for a favorable outcome (mRS ≤ 0–2) after aSAH during the COVID pandemic. A past COVID-infection was detected in young patients suffering from aSAH (Age < 50years, p < 0.05; OR 10.5) with an increased rate of cerebral vasospasm after aSAH onset (p < 0.05; OR 26). Nevertheless, past COVID-infection did not reach significance as a high-risk factor for unfavorable outcomes.
Conclusion: There was a relative decrease in the number of patients with aSAH during the COVID-19 pandemic. Despite the extremely different conditions of hospitalization, there was no impairing significant effect on the treatment and outcome of admitted patients with aSAH. A past COVID infection seemed to be an irrelevant limiting factor concerning favorable outcomes.
Background: Standardized neuropsychological testing serves to quantify cognitive impairment in multiple sclerosis (MS) patients. However, the exact mechanism underlying the translation of cognitive dysfunction into difficulties in everyday tasks has remained unclear. To answer this question, we tested if MS patients with intact vs. impaired information processing speed measured by the Symbol Digit Modalities Test (SDMT) differ in their visual search behavior during ecologically valid tasks reflecting everyday activities.
Methods: Forty-three patients with relapsing-remitting MS enrolled in an eye-tracking experiment consisting of a visual search task with naturalistic images. Patients were grouped into “impaired” and “unimpaired” according to their SDMT performance. Reaction time, accuracy and eye-tracking parameters were measured.
Results: The groups did not differ regarding age, gender, and visual acuity. Patients with impaired SDMT (cut-off SDMT-z-score < −1.5) performance needed more time to find and fixate the target (q = 0.006). They spent less time fixating the target (q = 0.042). Impaired patients had slower reaction times and were less accurate (both q = 0.0495) even after controlling for patients' upper extremity function. Exploratory analysis revealed that unimpaired patients had higher accuracy than impaired patients particularly when the announced target was in unexpected location (p = 0.037). Correlational analysis suggested that SDMT performance is inversely linked to the time to first fixation of the target only if the announced target was in its expected location (r = −0.498, p = 0.003 vs. r = −0.212, p = 0.229).
Conclusion: Dysfunctional visual search behavior may be one of the mechanisms translating cognitive deficits into difficulties in everyday tasks in MS patients. Our results suggest that cognitively impaired patients search their visual environment less efficiently and this is particularly evident when top-down processes have to be employed.
Objectives: Gliomas are often diagnosed due to epileptic seizures as well as neurocognitive deficits. First treatment choice for patients with gliomas in speech-related areas is awake surgery, which aims at maximizing tumor resection while preserving or improving patient’s neurological status. The present study aimed at evaluating neurocognitive functioning and occurrence of epileptic seizures in patients suffering from gliomas located in language-related areas before and after awake surgery as well as during their follow up course of disease.
Materials and Methods: In this prospective study we included patients who underwent awake surgery for glioma in the inferior frontal gyrus, superior temporal gyrus, or anterior temporal lobe. Preoperatively, as well as in the short-term (median 4.1 months, IQR 2.1-6.0) and long-term (median 18.3 months, IQR 12.3-36.6) postoperative course, neurocognitive functioning, neurologic status, the occurrence of epileptic seizures and number of antiepileptic drugs were recorded.
Results: Between 09/2012 and 09/2019, a total of 27 glioma patients, aged 36.1 ± 11.8 years, were included. Tumor resection was complete in 15, subtotal in 6 and partial in 6 patients, respectively. While preoperatively impairment in at least one neurocognitive domain was found in 37.0% of patients, postoperatively, in the short-term, 36.4% of patients presented a significant deterioration in word fluency (p=0.009) and 34.8% of patients in executive functions (p=0.049). Over the long-term, scores improved to preoperative baseline levels. The number of patients with mood disturbances significantly declined from 66.7% to 34.8% after surgery (p=0.03). Regarding seizures, these were present in 18 (66.7%) patients prior to surgery. Postoperatively, 22 (81.5%) patients were treated with antiepileptic drugs with all patients presenting seizure-freedom.
Conclusions: In patients suffering from gliomas in eloquent areas, the combination of awake surgery, regular neurocognitive assessment - considering individual patients´ functional outcome and rehabilitation needs – and the individual adjustment of antiepileptic therapy results in excellent patient outcome in the long-term course.
The COVID-19 pandemic and resulting measures can be regarded as a global stressor. Cross-sectional studies showed rather negative impacts on people’s mental health, while longitudinal studies considering pre-lockdown data are still scarce. The present study investigated the impact of COVID-19 related lockdown measures in a longitudinal German sample, assessed since 2017. During lockdown, 523 participants completed additional weekly online questionnaires on e.g., mental health, COVID-19-related and general stressor exposure. Predictors for and distinct trajectories of mental health outcomes were determined, using multilevel models and latent growth mixture models, respectively. Positive pandemic appraisal, social support, and adaptive cognitive emotion regulation were positively, whereas perceived stress, daily hassles, and feeling lonely negatively related to mental health outcomes in the entire sample. Three subgroups (“recovered,” 9.0%; “resilient,” 82.6%; “delayed dysfunction,” 8.4%) with different mental health responses to initial lockdown measures were identified. Subgroups differed in perceived stress and COVID-19-specific positive appraisal. Although most participants remained mentally healthy, as observed in the resilient group, we also observed inter-individual differences. Participants’ psychological state deteriorated over time in the delayed dysfunction group, putting them at risk for mental disorder development. Consequently, health services should especially identify and allocate resources to vulnerable individuals.
Background: The benefit of adjuvant therapy in synovial sarcoma (SS) treatment is under debate. Long-term follow-up data are missing.
Methods: SS patients treated in the consecutive trials CWS-81, CWS-86, CWS-91, CWS-96, CWS-2002-P, and the SoTiSaR-registry till 2013 were analyzed.
Results: Median age of 185 patients was 13.9 years (0.1–56)—with median follow-up of 7.4 years for 163 survivors. Most tumors (76%) were located in extremities. Size was < 3 cm in 58 (31%), 3–5 cm in 59 (32%), 5–10 cm in 42 (23%), and > 10 cm in 13 (7%) (13 missing). In 84 (45%) tumors, first excision was complete (R0 corresponding to IRS-I-group) and in 101 (55%) marginal (R1 corresponding to IRS-II-group). In a subsequent surgical intervention during chemotherapy, R0-status was accomplished in 23 additional IRS-II-group patients with secondary surgery. Radiotherapy was administered to 135 (73%), thereof 62 with R0-status and 67 R1-status (6 missing information). Adjuvant chemotherapy was administered to all but six patients. 5-year event-free (EFS) and overall survival (OS) was 82.9% ± 5.7 (95%CI) and 92.5% ± 3.9. Local and metastatic relapse-free survival was 91.3% ± 4.3 and 92.3% ± 4.1 at 5 years, respectively. In the multivariate analysis, tumor size and no chemotherapy were independently associated with EFS. Size and site were associated with OS. In a detailed analysis of local and metastatic events, tumor size was associated with an independent risk for developing metastases. No independent factor for suffering local recurrence could be identified.
Discussion: Omission of chemotherapy in a non-stratified way seems not justified. Size governs survival due to high linear association with risk of suffering metastatic recurrence in a granular classification.
Control of cell proliferation is critical for the lymphocyte life cycle. However, little is known on how stage-specific alterations in cell-cycle behavior drive proliferation dynamics during T-cell development. Here, we employed in vivo dual-nucleoside pulse labeling combined with determination of DNA replication over time as well as fluorescent ubiquitination-based cell-cycle indicator mice to establish a quantitative high-resolution map of cell-cycle kinetics of thymocytes. We developed an agent-based mathematical model of T-cell developmental dynamics. To generate the capacity for proliferative bursts, cell-cycle acceleration followed a 'stretch model', characterized by simultaneous and proportional contraction of both G1 and S phase. Analysis of cell-cycle phase dynamics during regeneration showed tailored adjustments of cell-cycle phase dynamics. Taken together, our results highlight intrathymic cell-cycle regulation as an adjustable system to maintain physiologic tissue homeostasis and foster our understanding of dysregulation of the T-cell developmental program.
Die vorliegende Arbeit stellt eine auf datenwissenschaftlichen Methoden beruhende Analyse des aktuellen Wissens über mögliche kausale Zusammenhänge zwischen therapeutischen Morphinapplikationen mit Todesfällen dar, welche auf computergestützter Extraktion von Information aus frei verfügbaren Wissensdatenbanken und der Analyse der darin enthaltenen numerischen Information besteht. Die Relevanz der vorliegenden Analyse ergibt sich aus dem weltweit breiten Einsatz von Morphin zur Behandlung starker Schmerzen und der immer wieder vorkommenden Todesfälle während einer Morphintherapie, die regelmäßig zu Gerichtsverfahren mit den verschreibenden Ärzten als Angeklagte führen.
Morphin ist ein Opioid und zählt zu den starken Analgetika der WHO Stufe III. Bei der Applikation von Morphin kann es neben der gewünschten Analgesie auch zur Abflachung der Ventilation bis hin zum fatalen Atemstillstand kommen. In der Literatur wird die Inzidenz von Morphin-assoziierten Todesfällen mit 0,3 bis 4% angegeben. So kommt es in einigen Fällen auch zu strafrechtlichen Ermittlungen und Gerichtsverfahren mit dem Verdacht der vorsätzlichen Tötung oder sogar des Mordes. Die Frage, ob eine Morphinapplikation Ursache für den Tod eines Patienten war, ist nicht einfach zu beantworten, was mit einigen Besonderheiten von Opioid-Analgetika im Allgemeinen und von Morphin im Besonderen zusammenhängt. Für Morphin existieren z.B. keine genau definierten maximalen Dosen. Es wurden bisher lediglich Empfehlungen ausgesprochen, abhängig auch davon, ob ein Patient noch „opioid-naiv“ ist oder bereits Opioide einnimmt und damit ein Gewöhnungseffekt eingetreten ist, welcher neben der Analgesie die Gefahr des Atemstillstandes verringert. Grundsätzlich gilt immer, die Dosis so gering wie möglich und so hoch wie nötig zu halten. Die Dosis wird an die Schmerzintensität adaptiert, wobei nach keine maximal erlaubte Dosis existiert. Besonders bei terminal kranken Patienten ist die Kausalität zwischen therapeutischer Morphinapplikation und dem Tode oft fraglich, und es werden regelmäßig Gutachten eingeholt, die meistens von Rechtsmedizinern, Anästhesisten und klinischen Pharmakologen erstellt werden.
In diesen Gutachten müssen viele Faktoren, die die Wirkungen von Morphin bis hin zum letalen Ausgang beeinflussen können, diskutiert wurden, und die daher Hauptinhalt der vorliegenden Arbeit sind. Dazu gehören die verabreichten Morphindosen und die Konzentrationen von Morphin und seiner Metabolite im Blut, aber auch Charakteristika des Patienten, wie Alter, Vorerkrankungen wie z.B. Leber- oder Niereninsuffizienz, Komedikationen, oder pharmakogenetische Faktoren. Darüber hinaus spielt für die zeitliche Zuordnung einer Morphingabe mit dem Tode die verzögerte Verteilung Morphins an seinen Wirkort (das zentrale Nervensystem) eine wichtige Rolle.
Eine weitere Schwierigkeit, die sich bei Morphin-assoziierten Toden darstellt, ist die oft zur Debatte stehende verabreichte Morphindosis, die nachträglich aus den gemessenen Konzentrationen im Blut des Verstorbenen rekonstruiert werden soll, was oft nicht sicher möglich ist. Die postmortal gemessenen Konzentrationen von Morphin unterliegen relevanten Veränderungen aufgrund postmortaler Flüssigkeitsumverteilung oder des Zerfalls von Morphin, aber auch als Folge von Veränderungen während der Lagerung der Proben.
In unserer Analyse und Auswertung der vorhandenen Literatur zu diesen Themen kamen wir zu dem Ergebnis, dass es gegenwärtig praktisch sehr schwer ist, eine Morphindosis oder -konzentration sicher mit dem Tod eines Patienten in Verbindung zu bringen. Somit bleibt jeder Todesfall individuell und kontext-abhängig und erfordert die Berücksichtigung weiterer Aspekte bei der der strafrechtlichen Aufarbeitung. Zudem kamen wir zu dem Entschluss, dass angesichts dieser bereits seit langen bekannten Problemen mit Morphin und aber auch anderen Opioiden (siehe “opioid crisis” in den USA), die Entwicklung von sichereren stark wirksamen Analgetika als Ersatz für Opioide dringlich ist.
Purpose: The aim of this work was to retrospectively identify prognostic factors for patients with neuroendocrine liver metastases (NELM) undergoing conventional transarterial chemoembolization (c-TACE), microwave ablation (MWA) or laser interstitial thermal therapy (LITT) and to determine the most effective therapy in terms of volume reduction and survival.
Method: Between 1996 and 2020, 130 patients (82 men, 48 women) were treated with c-TACE, 41 patients were additionally treated with thermoablative procedures.
Survival was retrospectively analyzed by using Kaplan-Meier-method. Prognostic factors were derived by using cox-regression. To find predictive factors for volume reduction due to c-TACE, a mixed-effects model was used.
Results: With c-TACE, an overall median volume reduction of 23.5 % was achieved. An average decrease of tumor volume was shown until the 6th c-TACE treatment, then the effect stopped. So, the median volume reduction off all lesions takes on a negative value from the 7th c-TACE intervention onwards. The mixed-effects model demonstrated that c-TACE interventions were most effective at the beginning of c-TACE therapy, and that treatment breaks longer than 90 days negatively influenced the outcome. For all patients evaluable for survival, Kaplan-Meier analysis showed a 1-year survival rate of 75 % and a 5-year survival rate of 36 %. Significant prognostic factors for survival were number of liver lesions (p = 0.0001) and therapeutical intention (p < 0.0001). Considering the clinical indication, 90.9 % of curative patients and 43.6 % of palliative patients responded to c-TACE therapy and thus could be submitted to a thermoablative procedure. Minor and one major complication occurred in 20.3 % of LITT and only in 8.6 % of MWA interventions. Complete ablation was observed in 95.7 % (LITT) and 93.1 % (MWA) of interventions
Conclusions: C-TACE is an effective treatment for volume reduction of NELM, however efficacy decreases after the 6th intervention and treatment breaks longer than 90 days should be avoided. With thermal ablation, a high rate of complete ablation was achieved and survival improved. Significant factors for survival were found and may be used as prognostic factors in the future.
Slack (sequence like a Ca2+ -activated K + channel; also termed Slo2.2, Kcnt1, or KNa 1.1) is a Na+ -activated K + channel that is highly expressed in the peripheral and central nervous system. Previous studies have shown that Slack is enriched in the isolectin B4binding, non-peptidergic subpopulation of C-fiber sensory neurons and that Slack controls the sensory input in neuropathic pain. Recent single-cell RNA-sequencing studies suggested that Slack is highly co-expressed with transient receptor potential (TRP) ankyrin 1 (TRPA1) in sensory neurons. By using in situ hybridization and immunostaining we confirmed that Slack is highly co-localized with TRPA1 in sensory neurons, but only to a minor extent with TRP vanilloid 1. Mice lacking Slack globally or conditionally in sensory neurons (SNS-Slack─/─ ), but not mice lacking Slack conditionally in neurons of the spinal dorsal horn (Lbx1-Slack─/─ ), displayed increased pain behavior after intraplantar injection of the TRPA1 activator allyl isothiocyanate. Patch-clamp recordings with cultured primary neurons and in a HEK-293 cell line transfected with TRPA1 and Slack revealed that Slack-dependent K + currents are modulated in a TRPA1-dependent manner. Taken together, these findings highlight Slack as a modulator of TRPA1-mediated activation of sensory neurons.
Furthermore, we investigated the contribution of Slack in the spinal dorsal horn to pain processing. Lbx1-Slack ─/─ mice demonstrated normal basal pain sensitivity and Complete Freund’s Adjuvant-induced inflammatory pain. Interestingly, we observed a significantly increased spared nerve injury (SNI)-induced neuropathic pain hypersensitivity in Lbx1-Slack ─/─ mutants compared to control littermates. Moreover, we tested the effects of pharmacological Slack activation in the SNI model. Systemic and intrathecal, but not intraplantar administration of the Slack opener loxapine significantly alleviated SNI-induced hypersensitivity in control mice, but only slightly in Lbx1Slack ─/─ mice, further supporting the inhibitory function of Slack in spinal dorsal horn neurons in neuropathic pain processing.
Altogether, our data suggest that Slack in sensory neurons controls TRPA1-induced pain, whereas Slack in spinal dorsal horn neurons inhibits peripheral nerve injury induced neuropathic pain. These data provide further insights into the molecular mechanisms of pain sensation.
Autosomal recessive Ataxia Telangiectasia (A-T) is characterized by radiosensitivity, immunodeficiency and cerebellar neurodegeneration. A-T is caused by inactivating mutations in the Ataxia-Telangiectasia-Mutated (ATM) gene, a serine-threonine protein kinase involved in DNA-damage response and excitatory neurotransmission. The selective vulnerability of cerebellar Purkinje neurons (PN) to A-T is not well understood.
Mosquito species belonging to the genus Aedes have attracted the interest of scientists and public health officers because of their capacity to transmit viruses that affect humans. Some of these species were brought outside their native range by means of trade and tourism and then colonised new regions thanks to a unique combination of eco-physiological traits. Considering mosquito physiological and behavioural traits to understand and predict their population dynamics is thus a crucial step in developing strategies to mitigate the local densities of invasive Aedes populations. Here, we synthesised the life cycle of four invasive Aedes species (Ae. aegypti, Ae. albopictus, Ae. japonicus and Ae. koreicus) in a single multi-scale stochastic modelling framework which we coded in the R package dynamAedes. We designed a stage-based and time-discrete stochastic model driven by temperature, photo-period and inter-specific larval competition that can be applied to three different spatial scales: punctual, local and regional. These spatial scales consider different degrees of spatial complexity and data availability by accounting for both active and passive dispersal of mosquito species as well as for the heterogeneity of the input temperature data. Our overarching aim was to provide a flexible, open-source and user-friendly tool rooted in the most updated knowledge on the species’ biology which could be applied to the management of invasive Aedes populations as well as to more theoretical ecological inquiries.
Mosquito species belonging to the genus Aedes have attracted the interest of scientists and public health officers for their invasive species traits and efficient capacity of transmitting viruses affecting humans. Some of these species were brought outside their native range by human activities such as trade and tourism, and colonised new regions thanks to a unique combination of eco-physiological traits.
Considering mosquito physiological and behavioural traits to understand and predict the spatial and temporal population dynamics is thus a crucial step to develop strategies to mitigate the local densities of invasive Aedes populations.
Here, we synthesised the life cycle of four invasive Aedes species (Ae. aegypti, Ae. albopictus, Ae. japonicus and Ae. koreicus) in a single multi-scale stochastic modelling framework which we coded in the R package dynamAedes. We designed a stage-based and time-discrete stochastic model driven by temperature, photo-period and inter-specific larval competition that can be applied to three different spatial scales: punctual, local and regional. These spatial scales consider different degrees of spatial complexity and data availability, by accounting for both active and passive dispersal of mosquito species as well as for the heterogeneity of the input temperature data.
Our overarching aim was to provide a flexible, open-source and user-friendly tool rooted in the most updated knowledge on species biology which could be applied to the management of invasive Aedes populations as well as for more theoretical ecological inquiries.
Background: Internet- and mobile-based interventions are most efficacious in the treatment of depression when they involve some form of guidance, but providing guidance requires resources such as trained personnel, who might not always be available (eg, during lockdowns to contain the COVID-19 pandemic).
Objective: The current analysis focuses on changes in symptoms of depression in a guided sample of patients with depression who registered for an internet-based intervention, the iFightDepression tool, as well as the extent of intervention use, compared to an unguided sample. The objective is to further understand the effects of guidance and adherence on the intervention’s potential to induce symptom change.
Methods: Log data from two convenience samples in German routine care were used to assess symptom change after 6-9 weeks of intervention as well as minimal dose (finishing at least two workshops). A linear regression model with changes in Patient Health Questionnaire (PHQ-9) score as a dependent variable and guidance and minimal dose as well as their interaction as independent variables was specified.
Results: Data from 1423 people with symptoms of depression (n=940 unguided, 66.1%) were included in the current analysis. In the linear regression model predicting symptom change, a significant interaction of guidance and minimal dose revealed a specifically greater improvement for patients who received guidance and also worked with the intervention content (β=–1.75, t=–2.37, P=.02), while there was little difference in symptom change due to guidance in the group that did not use the intervention. In this model, the main effect of guidance was only marginally significant (β=–.53, t=–1.78, P=.08).
Conclusions: Guidance in internet-based interventions for depression is not only an important factor to facilitate adherence, but also seems to further improve results for patients adhering to the intervention compared to those who do the same but without guidance.
Background: Secukinumab [an interleukin (IL)‐17A inhibitor] has demonstrated significantly higher efficacy vs. etanercept (a tumour necrosis factor inhibitor) and ustekinumab (an IL‐12/23 inhibitor) in patients with moderate‐to‐severe plaque psoriasis.
Objectives: To report 52‐week results from a prespecified analysis of patients with active psoriatic arthritis (PsA) having concomitant moderate‐to‐severe plaque psoriasis from the head‐to‐head EXCEED monotherapy study comparing secukinumab with adalimumab.
Methods: Patients were randomized to receive secukinumab 300 mg via subcutaneous injection at baseline, week 1–4, and then every 4 weeks until week 48 or adalimumab 40 mg via subcutaneous injection every 2 weeks from baseline until week 50. Assessments in patients with concomitant moderate‐to‐severe psoriasis, defined as having affected body surface area > 10% or Psoriasis Area and Severity Index (PASI) ≥ 10 at baseline, included musculoskeletal, skin and quality‐of‐life outcomes. Missing data were handled using multiple imputation.
Results: Of the 853 patients [secukinumab (N = 426), adalimumab (N = 427)], 211 (24·7%) had concomitant moderate‐to‐severe psoriasis [secukinumab (N = 110, 25·8%), adalimumab (N = 101, 23·7%)]. Up to week 50, 5·5% of patients discontinued secukinumab vs.17·8% in the adalimumab group. The proportion of patients who achieved American College of Rheumatology (ACR) 20 response was 76·4% with secukinumab vs. 68·3% with adalimumab (P = 0·175), PASI 100 response was 39·1% vs. 23·8% (P = 0·013), and simultaneous improvement in ACR 50 and PASI 100 response at week 52 was 28·2% vs. 17·7%, respectively (P = 0·06). Secukinumab demonstrated consistently higher responses vs. adalimumab across skin endpoints.
Conclusions: This prespecified analysis in PsA patients with concomitant moderate‐to‐severe plaque psoriasis in the EXCEED study provides further evidence that IL‐17 inhibitors offer a comprehensive biological treatment to manage the concomitant features of psoriasis and PsA.
We report here that RUFY4, a newly characterized member of the ‘RUN and FYVE domain-containing’ family of proteins previously associated with autophagy enhancement, is highly expressed in alveolar macrophages (AM). We show that RUFY4 interacts with mitochondria upon stimulation by microbial-associated molecular patterns of AM and dendritic cells. RUFY4 interaction with mitochondria and other organelles is dependent on a previously uncharacterized OmpH domain located immediately upstream of its C-terminal FYVE domain. Further, we demonstrate that rufy4 messenger RNA can be translated from an alternative translation initiation codon, giving rise to a N-terminally truncated form of the molecule lacking most of its RUN domain and with enhanced potential for its interaction with mitochondria. Our observations point towards a role of RUFY4 in selective mitochondria clearance in activated phagocytes.
Background: Using data from the COHERE collaboration, we investigated whether primary prophylaxis for pneumocystis pneumonia (PcP) might be withheld in all patients on antiretroviral therapy (ART) with suppressed plasma human immunodeficiency virus (HIV) RNA (≤400 copies/mL), irrespective of CD4 count.
Methods: We implemented an established causal inference approach whereby observational data are used to emulate a randomized trial. Patients taking PcP prophylaxis were eligible for the emulated trial if their CD4 count was ≤200 cells/µL in line with existing recommendations. We compared the following 2 strategies for stopping prophylaxis: (1) when CD4 count was >200 cells/µL for >3 months or (2) when the patient was virologically suppressed (2 consecutive HIV RNA ≤400 copies/mL). Patients were artificially censored if they did not comply with these stopping rules. We estimated the risk of primary PcP in patients on ART, using the hazard ratio (HR) to compare the stopping strategies by fitting a pooled logistic model, including inverse probability weights to adjust for the selection bias introduced by the artificial censoring.
Results: A total of 4813 patients (10 324 person-years) complied with eligibility conditions for the emulated trial. With primary PcP diagnosis as an endpoint, the adjusted HR (aHR) indicated a slightly lower, but not statistically significant, different risk for the strategy based on viral suppression alone compared with the existing guidelines (aHR, .8; 95% confidence interval, .6–1.1; P = .2).
Conclusions: This study suggests that primary PcP prophylaxis might be safely withheld in confirmed virologically suppressed patients on ART, regardless of their CD4 count.
From loss to recovery: how to effectively assess chemosensory impairments during COVID-19 pandemic
(2021)
Chemosensory impairments have been established as a specific indicator of COVID-19. They affect most patients and may persist long past the resolution of respiratory symptoms, representing an unprecedented medical challenge. Since the SARS-CoV-2 pandemic started, we now know much more about smell, taste, and chemesthesis loss associated with COVID-19. However, the temporal dynamics and characteristics of recovery are still unknown. Here, capitalizing on data from the Global Consortium for Chemosensory Research (GCCR) crowdsourced survey, we assessed chemosensory abilities after the resolution of respiratory symptoms in participants diagnosed with COVID-19 during the first wave of the pandemic in Italy. This analysis led to the identification of two patterns of chemosensory recovery, limited (partial) and substantial, which were found to be associated with differential age, degrees of chemosensory loss, and regional patterns. Uncovering the self-reported phenomenology of recovery from smell, taste, and chemesthetic disorders is the first, yet essential step, to provide healthcare professionals with the tools to take purposeful and targeted action to address chemosensory disorders and its severe discomfort.
Mathematical modeling of the molecular switch of TNFR1-mediated signaling pathways using Petri nets
(2021)
The paper describes a mathematical model of the molecular switch of cell survival, apoptosis, and necroptosis in cellular signaling pathways initiated by tumor necrosis factor 1. Based on experimental findings in the current literature, we constructed a Petri net model in terms of detailed molecular reactions for the molecular players, protein complexes, post-translational modifications, and cross talk. The model comprises 118 biochemical entities, 130 reactions, and 299 connecting edges. Applying Petri net analysis techniques, we found 279 pathways describing complete signal flows from receptor activation to cellular response, representing the combinatorial diversity of functional pathways.120 pathways steered the cell to survival, whereas 58 and 35 pathways led to apoptosis and necroptosis, respectively. For 65 pathways, the triggered response was not deterministic, leading to multiple possible outcomes. Based on the Petri net, we investigated the detailed in silico knockout behavior and identified important checkpoints of the TNFR1 signaling pathway in terms of ubiquitination within complex I and the gene expression dependent on NF-κB, which controls the caspase activity in complex II and apoptosis induction.
SARS-CoV-2 is causing the coronavirus disease 2019 (COVID-19) pandemic, for which effective pharmacological therapies are needed. SARS-CoV-2 induces a shift of the host cell metabolism towards glycolysis, and the glycolysis inhibitor 2-deoxy-d-glucose (2DG), which interferes with SARS-CoV-2 infection, is under development for the treatment of COVID-19 patients. The glycolytic pathway generates intermediates that supply the non-oxidative branch of the pentose phosphate pathway (PPP). In this study, the analysis of proteomics data indicated increased transketolase (TKT) levels in SARS-CoV-2-infected cells, suggesting that a role is played by the non-oxidative PPP. In agreement, the TKT inhibitor benfooxythiamine (BOT) inhibited SARS-CoV-2 replication and increased the anti-SARS-CoV-2 activity of 2DG. In conclusion, SARS-CoV-2 infection is associated with changes in the regulation of the PPP. The TKT inhibitor BOT inhibited SARS-CoV-2 replication and increased the activity of the glycolysis inhibitor 2DG. Notably, metabolic drugs like BOT and 2DG may also interfere with COVID-19-associated immunopathology by modifying the metabolism of immune cells in addition to inhibiting SARS-CoV-2 replication. Hence, they may improve COVID-19 therapy outcomes by exerting antiviral and immunomodulatory effects.
It becomes more and more obvious that deregulation of host metabolism play an important role in SARS-CoV-2 pathogenesis with implication for increased risk of severe course of COVID-19. Furthermore, it is expected that COVID-19 patients recovered from severe disease may experience long-term metabolic disorders. Thereby understanding the consequences of SARS-CoV-2 infection on host metabolism can facilitate efforts for effective treatment option. We have previously shown that SARS-CoV-2-infected cells undergo a shift towards glycolysis and that 2-deoxy-D-glucose (2DG) inhibits SARS-CoV-2 replication. Here, we show that also pentose phosphate pathway (PPP) is remarkably deregulated. Since PPP supplies ribonucleotides for SARS-CoV-2 replication, this could represent an attractive target for an intervention. On that account, we employed the transketolase inhibitor benfooxythiamine and showed dose-dependent inhibition of SARS-CoV-2 in non-toxic concentrations. Importantly, the antiviral efficacy of benfooxythiamine was further increased in combination with 2DG.
Under natural conditions, the visual system often sees a given input repeatedly. This provides an opportunity to optimize processing of the repeated stimuli. Stimulus repetition has been shown to strongly modulate neuronal-gamma band synchronization, yet crucial questions remained open. Here we used magnetoencephalography in 30 human subjects and find that gamma decreases across ~10 repetitions and then increases across further repetitions, revealing plastic changes of the activated neuronal circuits. Crucially, changes induced by one stimulus did not affect responses to other stimuli, demonstrating stimulus specificity. Changes partially persisted when the inducing stimulus was repeated after 25 minutes of intervening stimuli. They were strongest in early visual cortex and increased interareal feedforward influences. Our results suggest that early visual cortex gamma synchronization enables adaptive neuronal processing of recurring stimuli. These and previously reported changes might be due to an interaction of oscillatory dynamics with established synaptic plasticity mechanisms.
The firing pattern of ventral midbrain dopamine neurons is controlled by afferent and intrinsic activity to generate prediction error signals that are essential for reward-based learning. Given the absence of intracellular in vivo recordings in the last three decades, the subthreshold membrane potential events that cause changes in dopamine neuron firing patterns remain unknown. By establishing stable in vivo whole-cell recordings of >100 spontaneously active midbrain dopamine neurons in anaesthetized mice, we identified the repertoire of subthreshold membrane potential signatures associated with distinct in vivo firing patterns. We demonstrate that dopamine neuron in vivo activity deviates from a single spike pacemaker pattern by eliciting transient increases in firing rate generated by at least two diametrically opposing biophysical mechanisms: a transient depolarization resulting in high frequency plateau bursts associated with a reactive, depolarizing shift in action potential threshold; and a prolonged hyperpolarization preceding slower rebound bursts characterized by a predictive, hyperpolarizing shift in action potential threshold. Our findings therefore illustrate a framework for the biophysical implementation of prediction error and sensory cue coding in dopamine neurons by tuning action potential threshold dynamics.
Genome-wide CRISPR screens are becoming more widespread and allow the simultaneous interrogation of thousands of genomic regions. Although recent progress has been made in the analysis of CRISPR screens, it is still an open problem how to interpret CRISPR mutations in non-coding regions of the genome. Most of the tools concentrate on the interpretation of mutations introduced in gene coding regions. We introduce a computational pipeline that uses epigenomic information about regulatory elements for the interpretation of CRISPR mutations in non-coding regions. We illustrate our approach on the analysis of a genome-wide CRISPR screen in hTERT-RPE-1 cells and reveal novel regulatory elements that mediate chemoresistance against doxorubicin in these cells. We infer links to established and to novel chemoresistance genes. Our approach is general and can be applied on any cell type and with different CRISPR enzymes.
Background and purpose: Impaired kidney function is associated with an increased risk of vascular events in acute stroke patients, when assessed by single measurements of estimated glomerular filtration rate (eGFR). It is unknown whether repeated measurements provide additional information for risk prediction.
Methods: The MonDAFIS (Systematic Monitoring for Detection of Atrial Fibrillation in Patients with Acute Ischemic Stroke) study randomly assigned 3465 acute ischemic stroke patients to either standard procedures or an additive Holter electrocardiogram. Baseline eGFR (CKD-EPI formula) were dichotomized into values of < versus ≥60 ml/min/1.73 m2. eGFR dynamics were classified based on two in-hospital values as “stable normal” (≥60 ml/min/1.73 m2), “increasing” (by at least 15% from baseline, second value ≥ 60 ml/min/1.73 m2), “decreasing” (by at least 15% from baseline of ≥60 ml/min/1.73 m2), and “stable decreased” (<60 ml/min/1.73 m2). The composite endpoint (stroke, major bleeding, myocardial infarction, all-cause death) was assessed after 24 months. We estimated hazard ratios in confounder-adjusted models.
Results: Estimated glomerular filtration rate at baseline was available in 2947 and a second value in 1623 patients. After adjusting for age, stroke severity, cardiovascular risk factors, and randomization, eGFR < 60 ml/min/1.73 m2 at baseline (hazard ratio [HR] = 2.2, 95% confidence interval [CI] = 1.40–3.54) as well as decreasing (HR = 1.79, 95% CI = 1.07–2.99) and stable decreased eGFR (HR = 1.64, 95% CI = 1.20–2.24) were independently associated with the composite endpoint. In addition, eGFR < 60 ml/min/1.732 at baseline (HR = 3.02, 95% CI = 1.51–6.10) and decreasing eGFR were associated with all-cause death (HR = 3.12, 95% CI = 1.63–5.98).
Conclusions: In addition to patients with low eGFR levels at baseline, also those with decreasing eGFR have increased risk for vascular events and death; hence, repeated estimates of eGFR might add relevant information to risk prediction.
The analysis of postmortem protein degradation has become of large interest for the estimation of the postmortem interval (PMI). Although several techniques have been published in recent years, protein degradation-based techniques still largely did not exceed basic research stages. Reasons include impractical and complex sampling procedures, as well as highly variable protocols in the literature, making it difficult to compare results. Following a three-step procedure, this study aimed to establish an easily replicable standardized procedure for sampling and processing, and further investigated the reliability and limitations for routine application. Initially, sampling and processing were optimized using a rat animal model. In a second step, the possible influences of sample handling and storage on postmortem protein degradation dynamics were assessed on a specifically developed human extracorporeal degradation model. Finally, the practical application was simulated by the collection of tissue in three European forensic institutes and an international transfer to our forensic laboratory, where the samples were processed and analyzed according to the established protocol.